摘要:酸雨,被視為“無聲的災禍”,是當今人類最關注的環境問題之一。近年來,我國一些地區已經成為酸雨多發區,降水質量及酸雨污染特征逐漸引起人們的密切關注。本文通過統計、整理嘉興市“十一五”期間降水pH值、酸雨率、降水離子組分的相關數據對降水質量進行分析,闡述了降水質量變化趨勢、酸雨污染季節分布和空間分布特征,并提出了控制我市酸雨污染的相應對策建議。
關鍵詞:酸雨 酸堿平衡 重度酸雨區
1 降水質量現狀
地面從大氣中獲得的水汽凝結物總稱為降水,酸雨是指PH值小于5.60的雨雪或其他形式的降水。以pH值5.60作為劃分酸雨的界限,pH值小于5.60的降水即為酸雨。根據國家對于“酸雨控制區和二氧化硫污染控制區”酸雨污染控制的要求,評價目前我市的酸雨污染現狀(見表1)。
表1 酸雨類別劃分情況
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1.1 pH值及酸雨率
2010年,嘉興市6個城市均開展了酸雨監測,全市6個降水監測點共收集降水樣品519個,其中酸雨樣品471個,酸雨樣品率為90.8%;采水量8181毫米,其中酸雨量7602毫米,酸雨量占比為92.9%。全市降水pH值范圍處于3.39 ~ 6.87之間,均值為4.50,屬于中酸雨區,但也是重度酸雨區的臨界線。pH均值最高的是平湖(4.89),最低的是海鹽(4.05)。酸雨樣品率最高的是嘉善(100%),最低的是嘉興市區(67.9%)。
與2009年相比,全市pH均值上升0.12個pH單位,酸雨率下降了5.7個百分點,各城市pH均值都有所上升,酸雨樣品率除嘉善外都略微下降,我市由重酸雨區上升為中酸雨區,酸雨污染有所減輕,酸雨狀況得到緩解。其中,市區和海寧的降水質量有顯著改善,酸雨樣品率降幅分別為20.9個百分點和8.8個百分點。
1.2 降水離子組分
2010年,市區、海寧、海鹽和桐鄉開展了降水離子組分分析。結果如表2顯示,各縣(市、區)降水的pH均值處于4.05~4.64之間。降水中主要陰離子為SO42-和NO3-,分別占陰離子總量的58.1%和25.8%;主要陽離子為NH4+和Ca2+,分別占陽離子總量的35.5%和38.7%。陰離子占離子總量的75%,而陽離子僅占離子總量的25%,酸堿難以達到平衡,這與我市降水呈酸性的結果是一致的。全市降水離子組分中SO42-和NO3-離子平均當量濃度比為3.2:1,與2009年相比有所上升,表明二氧化硫對降水酸化的影響在擴大,酸雨類型屬燃煤型。
表2 2010年嘉興市降水的pH值和主要化學組分分析結果
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2010年嘉興市降水中各項離子所占比例,如圖1所示。
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圖1
2 “十一五”期間降水質量變化趨勢及酸雨污染特征
2.1 降水質量變化趨勢
“十一五”期間,全市共收集降水樣品1873個,酸雨樣品率為93.6%,全市降水pH范圍在4.09~4.50之間,2008年最低,2010年最高;酸雨樣品率在87.3%~97.7%之間,2006年最低,2008年最高。2006年~2008年全市酸雨污染呈加重趨勢,pH均值從4.33降到4.09,酸雨率從87.3%升到97.7%;而2009年~2010年全市酸雨污染呈緩解趨勢,pH均值從4.38上升到4.50,酸雨率從96.5%下降到90.8%。2006~2009年我市一直屬于重酸雨區,2010年上升為中酸雨區。如表3所示:
2.2 酸雨污染季節分布特征
與空氣污染的季節變化規律相似,酸雨污染也有一定的季節變化特征。從“十一五”期間我市各季度降水監測結果來看,夏季pH值高于其他季節,酸雨污染程度相對較輕,冬季的酸雨污染程度明顯重于夏季,這與嘉興市夏季大氣污染輕、雨水較為充沛,而冬季大氣污染嚴重、雨量相對較少有直接關系。春季和秋季酸雨率基本一致,降水的pH值也差別不大,位于夏季和冬季之間。
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圖2 “十一五”期間嘉興市各季度降水pH均值比較
2.3 酸雨污染空間分布特征
“十一五”期間,以2008年為界限,前期酸雨污染程度加重,后期得到緩解。各市的pH均值在2008年后都略微上升,酸雨樣品率除嘉善外都有所降低,市區和海寧的降低幅度尤為明顯。
3 酸雨防治的對策建議
隨著工業的高速發展,化工燃料的大量燃燒,使大氣中的硫和氮的氧化物含量急劇增加,引起降水的不斷酸化。我國的酸雨主要是由于大量燃燒含硫量高的煤而形成的,多為硫酸雨,少為硝酸雨,此外,各種機動車排放的尾氣也是形成酸雨的重要原因。酸雨給地球生態環境和人類社會經濟都帶來嚴重的影響和破壞。研究表明,酸雨對土壤、水體、森林、建筑、名勝古跡等人文景觀均帶來嚴重危害,不僅造成重大經濟損失,更危及人類生存和發展要減緩酸雨的出現率和酸化程度。結合我市的實際情況,提出以下幾點酸雨防治對策:
3.1 推進清潔生產,控制污染源排放
SO2和 NOX等污染物是酸雨的罪魁禍首,為此,首先要調整以煤電為主的單一能源結構,大力發展清潔能源和可再生能源。強力推進清潔生產,將污染物消除或削減在生產過程中,使生產末端處于無廢或少廢排放狀態的一種全新生產工藝。
對一些有發展前途的企業要加以資金和技術的支持和幫助,同時要取締一些污染物排放量大,經濟效益不高,工藝和技術落后的企業。
此外,還要進一步改善交通環境,減少機動車NOX的排放。制訂和完善汽車尾氣排放和機動車定期淘汰標準,積極推行城市公交優先政策,努力改進汽車、摩托車發動機技術、安裝尾氣凈化和節能裝置,推廣使用清潔燃料。
3.2 依靠科技進步,完善環境監測建設
目前,酸雨的大氣遷移、沉降和發展趨勢,及酸雨對水體和陸地生態系統的影響在我市尚未開展系統研究。為此,必須增加對酸雨基本科研的投入和完善環境監測網絡建設,逐步建立起區域性酸雨控防體系,為環境監測管理和防治工作提供可靠的技術保證。全市大氣環境的公示和氣象預報應增加大氣中SO2、NOX濃度和酸雨概率、雨水PH值等相關內容。有關部門應將脫硫、脫氮技術的研究、開發、推廣應用工作列入計劃,積極開展脫硫、脫氮技術的研究、引進和消化適合本市實際的SO2、NOX控制技術。要把開發節約資源、能源、低污染、無污染的生產技術和工藝,列為設計和技改的一條指導原則,逐步形成合理的有利于生態系統良性循環的經濟技術結構。加強對政府領導、環境管理干部和技術人員的培訓,廣泛進行國內外酸雨和SO2、NOX污染控制管理經驗和防治技術的交流,促進我市環境保護科學技術的發展。
3.3 采取針對措施,緩解酸雨危害程度
森林是SO2的天然凈化器,對SO2的吸收量比無林地大五至十倍。許多植物都可以吸收一些有毒害的物質,或富集其體內,或轉化為無害物質。還可利用敏感植物來監測指示大氣中SO2的污染,對凈化大氣,保護環境起到報警的作用。
為此,在城市規劃和森林生態系統中,應貫徹“適地、適樹、適林”原則,以創建森林城市為抓手,大力發展一些對SO2的抗性和吸收都較強的青岡、苦櫧、構樹、女貞、槐樹、棕櫚、銀杏等樹種,大力營造闊葉林和混交林,盡量少造抗性較弱的松、杉等針葉純林。
對糧、經作物,土壤應多施有機肥,減少其酸性底值。在酸雨頻率較高地區,少種紫花苜蓿、小麥等敏感作物,多種芹菜、黃瓜、馬玲薯等抗性作物。在強酸雨過后,在2小時內噴水(PH±0.2),以驅除留葉面上的酸性水滴,減輕其受害程度。對已酸化的水體、土壤,可適量施用石灰中和,緩解其酸性程度。對建筑應采用抗腐蝕較強的材料,露天建筑少用大理石等石灰質材料,對金屬物件表面加強防腐蝕處理。
4 結束語
本文通過統計、整理嘉興市“十一五”期間降水pH值、酸雨率、降水離子組分的相關數據對降水質量進行分析,闡述了降水質量變化趨勢、酸雨污染季節分布和空間分布特征,并提出了推進清潔生產,控制污染源排放,依靠科技進步,完善環境監測建設,采取針對措施,緩解酸雨危害程度等措施。
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